7/28/2019 09 Diagram Ttt - Cct

1/6

09: DIAGRAM TTT DAN CCT

9.1. Diagram TTT

Maksud utama dari proses perlakuan panas terhadap baja adalah agar

diperoleh struktur yang diinginkan supaya cocok dengan penggunaan yang

direncanakan. Struktur tersebut dapat diperkirakan dengan cara

menerapkan proses perlakuan panas yang spesifik. Struktur yang diperoleh

merupakan hasil dari proses transformasi dari kondisi sebelumnya (awal).

Beberapa proses transformasi dapat dibaca melalui diagram fasa. Diagram

fasa Fe-C dapat digunakan untuk memperkirakan beberapa kondisi

transformasi tetapi untuk kondisi tidak setimbang tidak dapat menggunakan

diagram fasa. Dengan demikian, untuk setiap kondisi transformasi lebih

baik menggunakan diagram TTT (Time Temperature - Transformation).

Diagram ini menghubungkan transformasi austenit terhadap waktu dan

temperatur. Nama lain dari diagram ini adalah diagram S atau diagram C.

Melalui diagram ini dapat dipelajari kelakuan baja pada setiap tahap

perlakuan panas. Diagram ini dapat juga digunakan untuk memperkirakan

struktur dan sifat mekanik dari baja yang diquench (disepuh) dari

temperatur austenitisasinya ke suatu temperatur dibawah A1.

Pengaruh laju pendinginan pada transformasi austenit dapat diuraikan

melalui penggunaan diagram TTT untuk jenis baja tertentu. Pada diagram

ini sumbu tegak menyatakan temperatur sedangkan sumbu datar

menyatakan waktu yang diplot dalam skala logaritmik. Diagram ini

merupakan ringkasan dari beberapa jenis struktur mikro yang diperoleh dari

rangkaian percobaan yang dilakukan pada spesimen yang kecil yang

dipanaskan pada temperatur austenitisasinya, kemudian diquench pada

temperatur tertentu dibawah titik eutektoid A1, untuk jangka waktu yang

tertentu pula sampai seluruh austenit bertransformasi. Proses transformasi

7/28/2019 09 Diagram Ttt - Cct

2/6

2

dari austenit pada baja yang bersangkutan diamati dan dipelajari dengan

menggunakan mikroskop.

Produk yang diperoleh dari transformasi austenit dapat dikelompokkan

kedalam tiga kelompok. Pada rentang temperatur antara A1 sampai

kira-kira akan terbentuk perlit. Tetapi perlit yang terbentuk pada

temperatur sekitar 7000C akan lebih kasar; sedangkan perlit yang terbentuk

pada temperatur sekitar 5500C akan lebih halus. Dibawah temperatur ini,

yaitu 4500C akan terbentuk upper bainite dan pada temperatur sekitar

2500C yaitu sedikit di atas Ms akan terbentuk Iower banite. Harga

kekerasan dari struktur tersebut di atas dapat dibaca pada skala yangterdapat disebelah kanan kurva.

Pada diagram TTT; kurva B menyatakan awal dari transformasi austenit,

sedangkan kurva E menyatakan waktu yang diperlukan untuk

mentransformasikan seluruh austenit. Daerah disebelah kiri kurva B

menyatakan perioda Inkubasi dimana transformasi dari austenit belum

dimulai. Terlihat bahwa proses transformasi yang paling cepat terjadi pada

temperatur sekitar 5500C, dimana awal transformasi dapat berlangsung

kurang dari satu detik. Dan dalam waktu 5 detik seluruh fasa austenit

sudah bertransformasi. Hal ini menunjukkan bahwa laju pendinginan untuk

memperoleh Martensit atau Bainit harus cepat, dan ini hanya terjadi dengan

Jalan dicelup ke dalam air (diquench).

Perlit yang terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi memiliki kekerasan

yang lebih rendah dibanding Perlit yang halus. Hal ini erat kaitannya dengan

kelakuan presipitasi sementit dari austenit,

Bainit yang terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi memiliki kekerasan

yang lebih rendah dibanding dengan Bainit yang terbentuk pada temperatur

yang lebih rendah. Struktur Bainit yang terbentuk pada temperatur yang

lebih tinggi relatif berbeda dengan struktur bainit yang terbentuk pada

temperatur yang lebih rendah.

7/28/2019 09 Diagram Ttt - Cct

3/6

3

Pembentukan Martensit sangat berbeda dibandingkan dengan Pembentukan

perlit atau bainit. Pembentukan martensit hampir tidak tergantung pada

waktu. Sebagai contoh: Martensit mula terbentuk sekitar 2000C (Ms) dan

terus berlanjut sampai temperatur mencapai 290C yaitu pada saat Martensit

mencapai 100% (Mf).

Pembentukan martensit dikaitkan dengan waktu pada diagram dinyatakan

dengan garis horizontal. Pada 990C hampir 90 % martensit telah terbentuk.

Perbandingan ini tidak berubah terhadap waktu sepanjang temperaturnya

dijaga konstan.

Pengaruh laju pendinginan pada transformasi austenit dapat diuraikan

melalui penggunaan diagram TTT untuk jenis baja tertentu. Seperti gambar

9.1 di bawah menggambarkan diagram TTT untuk baja dengan kadar

karbon 1%.

Pada diagram ini, sumbu tegak menyatakan temperatur sedangkan sumbu

mendatar menyatakan waktu yang diplot dalam skala logaritmik. Diagram

ini merupakan ringkasan dari beberapa jenis struktur mikro yang diperoleh

dari rangkaian percobaan yang dilakukan pada spesimen yang kecil yang

Gambar 9.1. Diagram TTT untuk baja Karbon 1%C

7/28/2019 09 Diagram Ttt - Cct

4/6

4

dipanaskan pada temperatur austenisasinya, kemudian diquench pada

temperatur tertentu di abawah titik eutektoid A1 untuk jangka waktu yang

tertentu pula sampai seluruh transformasi austenit.

Produk yang diperoleh dari transformasi austenit dapat dikelompokkan ke

dalam tiga kelompok. Pada rentang temperatur antara A1 sampai kira kira

5500C akan terbentuk perlit. Tetapi perlit yang terbentuk sekitar 700

0C

akan lebih kasar, sedangkan perlit yang terbentuk pada temperatur 5500C

akan lebih halus. Pada temperatur sekitar 4500C akan terbentuk upper

bainit dan pada temperatur 2500C yaitu sekitar sedikit di atas Ms akan

terbentuk lower bainit. Harga kekerasan dari struktur struktur tersebutdapat dibaca pada skala yang terdapat disebelah kanan kurva.

Perlit yang terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi memiliki kekerasan

yang lebih rendah dibanding perlit yang halus. Hal ini erat kaitannya dengan

kelakuan persipitasi sementit dari austenit. Bainit yang terbentuk pada

temperatur yang lebih tinggi memiliki kekerasan yang lebih rendah

dibanding dengan bainit yang terbentuk pada temperatur yang lebih rendah.

Struktur bainit terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi relatif berbeda

dengan struktur bainit yang terbentuk pada temperatur yang lebih rendah.

9.2. Diagram CCT

Saat kondisi perlakuan panas sebenarnya, transformasi umumnya tidak

terjadi saat kondisi isotermal tetapi terjadi saat kondisi pendinginan yang

terus menerus (Continuous Cooling). Proses ini dapat kita lihat pada

diagram CCT (Continuous Cooling Transformation) berikut:

7/28/2019 09 Diagram Ttt - Cct

5/6

5

Beberapa spemen baja eutektoid dipanaskan pada temperatur di atas titik

A1. Temperatur ini ditunjukkan oleh diagram CCT di atas sebaga titik t.

kemudian baja didinginkan dengan berbagai macam variasi pendinginan.

Proses pendinginan diperlihatkan oleh garis miring dimana semakin miring

garis yang terbentuk semakin cepat pendinginannya. Pendinginan yang

paling lambat (untuk annealing) diperlihatkan oleh garis lurus v1,

pendinginan yang sedikit lebih cepat diperlihatkan oleh garis v2, yang lebih

cepat (untuk quenching dengan oli) diperlihatkan oleh garis v3 dan v4 dan

yang paling cepat (pendinginan dengan air) ditunjukkan oleh garis v5 dan

v6.

Saat pendinginan paling lambat pada garis v1 yang berpotongan dengan dua

buah kurva transformasi berikut sewaktu awal transformasi berpotongan

pada titik a1 dan dan kurva akhir transformasi berpotongan dengan titik b1.

Ini berarti bahwa pendinginan yang lambat, austenit seluruhnya

bertransformasi menjadi aggregat ferit sementit.

Gambar 9.2. Diagram CCT pada baja Karbon.

7/28/2019 09 Diagram Ttt - Cct

6/6

6

Karena transformasi terjadi sewaktu temperatur tertinggi (range temperatur

A1 M), butiran ferit sementit bergumpal dan sedikit menyebar dengan

bentuk yang lain yang disebut dengan perlit.

Pendinginan yang lebih cepat (seperti sewaktu normalizing) garis v2 juga

berpotongan dengan dua kurva transformasi. Ini berarti bahwa meskipun

austenit telah seluruhnya berubah menjadi gumpalan ferit sementit, namun

pada range a2 b2, melalui temperatur yang lebih merata yang disebut

dengan sorbit.

Pendinginan yang tidak melewati v3, kurva memperlihatkan proses

pendinginan memotong kedua kurva transformasi, yang menghasilkan

dekomposisi austenit menjadi butiran ferit sementit. Pendinginan yang lebih

cepat dari v3, seperti v4, garis v4 hanya memotong kurva pada saat awal

transformasi (titik a4), dan tidak melewati kurva akhir transformasi. Ini

berarti, ferit sementit mulai terbentuk namun tidak seluruhnya. Dengan kata

lain sebagian volume butir austenit berubah jadi ferit dan sementit, namun

bagian lainnya menjadi martensit sewaktu mencapai temperatur M (di titik

M4). Dengan demikian, struktur baja dingin pada v4 sebagian terdiri dari

troostie dan yang lainnya martensit. Struktur yang aneh ini pada seluruh

baja didinginkan lebih cepat dari v3, namun lebih lambat dari v5. Untuk baja

karbon pendinginan ini sama dengan quenching dalam oli.